Pomiar aktywnego i pasywnego oswajania oddzielnie u myszy
August 10th, 2018
Oswajanie u zwierząt obejmuje zmniejszenie reakcji unikania wobec ludzi (pasywne oswajanie) i wzrost aktywnych podejść do ludzi (aktywne oswajanie). W tym miejscu opisujemy szczegółowe protokoły dla trzech testów behawioralnych (aktywne oswojenie, pasywne oswojenie i testy pozostania przy ręce), aby oddzielnie zmierzyć aktywną i pasywną oswajalność myszy.
Metoda ta może ocenić poziom oswojenia u każdej myszy, a dane będą bardzo przydatne do dalszych badań nad oswojeniem, takich jak mapowanie genetyczne genów związanych z oswojeniem. Główną zaletą tej techniki jest to, że przy użyciu tej metody może ona ocenić dwa główne składniki oswajania: oswajanie aktywne i pasywne, oddzielnie. Procedurę zademonstrują pan Hiromichi Nagayama, doktorant i pani Motoko Nihei, technik z mojego laboratorium.
Aby rozpocząć, włącz aparat cyfrowy i rozpocznij nagrywanie. Następnie użyj dużej pęsety, aby delikatnie podnieść mysz za ogon. Przenieś mysz z jej klatki domowej na środek aparatu na otwartym polu.
Po uruchomieniu stopera umieść dłoń w dolnym, lewym rogu aparatu. Trzymając dłoń skierowaną do góry, poruszaj palcami, powoli i równomiernie. Powoli przesuń rękę w kierunku myszy i zatrzymaj się w odległości 10 centymetrów od boku ciała myszy.
Zachowaj tę odległość, jeśli mysz próbuje się oddalić. Jeśli mysz zbliży się do dłoni, trzymaj dłoń w tej samej pozycji i kontynuuj powolne i równomierne poruszanie palcami. Usuń mysz wolną ręką, jeśli próbuje wspiąć się na ramię.
Po minucie zakończ test. Po ustawieniu myszy w aparacie umieść lewą rękę w aparacie. Następnie powoli i równomiernie przesuwaj dłoń w kierunku myszy i delikatnie dotykaj myszy opuszkami palców.
Kontynuuj dotykanie myszy opuszkami palców, aż się odsunie. Gdy mysz spróbuje zerwać kontakt, podążaj za nim ręką i ponownie zainicjuj kontakt. Zakończ test po jednej minucie.
Natychmiast po zakończeniu poprzedniego testu użyj dużej pęsety, aby podnieść mysz za ogon i delikatnie połóż ją na lewej dłoni. Delikatnie pogłaszcz mysz lewym kciukiem, aż opuści dłoń. Następnie umieść mysz z powrotem na dłoni za pomocą pęsety.
Po trzeciej próbie zatrzymaj nagrywanie wideo i zważ mysz. Po powrocie myszy do klatki domowej zapisz ilość kału i moczu pozostawionych w otwartym polu aparatu. Następnie wytrzyj aparat i rękawice ręcznikiem papierowym nasączonym 0,2% środkiem odkażającym jodoforowym i wytrzyj urządzenie suchym ręcznikiem papierowym.
Po przypisaniu kluczy do każdego indeksu zachowań, uruchom oprogramowanie tanaMove. Następnie przeciągnij i upuść plik wideo do analizy w oknie. Upewnij się, że plik został załadowany i że informacje w pliku danych.
Pole CSV jest poprawne. Kliknij przycisk Gotowe i wprowadź przypisane klucze dla każdego indeksu zachowania w kolejnym oknie. Następnie kliknij przycisk Odtwórz, aby uruchomić plik wideo i Zatrzymaj się, aby go wstrzymać.
Naciśnij A, gdy zaobserwujesz, że mysz zmierza w kierunku ręki lub się do niej zbliża. Naciśnij R, gdy zaobserwujesz, że mysz porusza się bez kierowania się w stronę ręki podczas aktywnego testu oswajania. Naciśnij i przytrzymaj W, gdy usłyszysz dźwięk timera po 60 sekundach, aby zaznaczyć koniec aktywnego testu oswajania.
Gdy lewa ręka znajdzie się w kadrze, rozpocznij analizę do Testu Pasywnego Oswojenia. Naciśnij A, gdy zaobserwujesz, że mysz zmierza w kierunku ręki i R, gdy zaobserwujesz, że mysz porusza się bez kierowania się w stronę ręki. Następnie naciśnij i przytrzymaj W, gdy usłyszysz dźwięk timera po 60 sekundach.
Zainicjuj pasywną analizę oswajania, gdy zauważysz, że lewa ręka wchodzi w kadr. Podczas odtwarzania wideo naciśnij A, gdy zauważysz, że mysz zbliża się do ręki i R, gdy zauważysz, że mysz porusza się bez kierowania się w stronę dłoni. Jeszcze raz naciśnij W, gdy usłyszysz minutnik po 60 sekundach.
Następnie naciskaj T za każdym razem, gdy mysz pozostaje na dłoni podczas testu. Po zakończeniu testu kliknij przycisk Zatrzymaj. Następnie kliknij przycisk Wstecz, aby aktywować nowe okno, i wprowadź nową nazwę pliku do wprowadzania danych CSV.
Następnie kliknij przycisk Gotowy i wprowadź odpowiednie klucze w nowym oknie. Następnie kliknij przycisk Odtwórz, aby ponownie uruchomić wideo i rozpocząć analizę Aktywnego Testu Okiełznania. Podczas odtwarzania wideo naciśnij T za każdym razem, gdy mysz dobrowolnie skontaktuje się z programem obsługi.
Gdy licznik czasu zabrzmi po 60 sekundach, naciśnij i przytrzymaj W. Podczas testu pasywnego oswajania naciśnij T, gdy mysz pozwoli przewodnikowi dotknąć swojego ciała. Następnie naciśnij i przytrzymaj W, gdy minutnik zabrzmi po 60 sekundach. Następnie kliknij przycisk Zatrzymaj, a następnie przycisk Wstecz przed wprowadzeniem nazwy pliku do wyjścia danych CSV.
Następnie kliknij przycisk Gotowy, aby aktywować nowe okno w celu wprowadzenia przypisanych. Następnie kliknij przycisk Odtwórz, aby rozpocząć aktywny test oswajania. Gdy zobaczysz, że mysz skacze, naciśnij J. Następnie naciśnij W, gdy po 60 sekundach zabrzmi minutnik.
Kliknij przycisk Zatrzymaj, aby zatrzymać obserwację wideo, a licznik czasu włączy się ponownie po 60 sekundach. Następnie kliknij przycisk Wstecz i wprowadź nazwę pliku wyjściowego danych CSV. Następnie zapisz wszystkie pliki danych surowych w folderze zawierającym dwa dodatkowe pliki.
Otwórz dwa dodatkowe pliki i kliknij przycisk Podsumuj. Na koniec zapisz wyniki jako osobny plik do dalszych analiz. Stosując selektywną hodowlę, wyprodukowano myszy o wysokim poziomie aktywnego oswajania.
Myszy z selektywnych grup hodowlanych uzyskały wyższe wyniki w teście aktywnej oswajalności, wykazując dłuższy czas kontaktu z ludzką ręką niż myszy kontrolne. Myszy z obu grup nie różniły się istotnie pod względem kursowania, lokomocji czy czasu skakania. Jednak wybrane myszy uzyskały wyższe wyniki w teście pasywnej oswajalności.
Ponadto wybrane myszy pozostawały na ludzkiej dłoni znacznie dłużej niż myszy kontrolne w teście Stay-On-Hand. Próbując wykonać tę procedurę, należy pamiętać, aby unikać dotykania myszy do czasu wykonania testu oswajania, ponieważ doświadczenie w obsłudze może znacząco wpłynąć na oswojenie każdej myszy.
View the full transcript and gain access to thousands of scientific videos
Przegląd
Ten artykuł przedstawia protokoły do oceny udomowienia u myszy, koncentrując się na zarówno aktywnym, jak i pasywnym udomowieniu. Opisane metody mają na celu zapewnienie kompleksowej oceny, jak myszy współpracują z ludźmi.
Kluczowe elementy badania
Dziedzina nauki
- Neuronauki behawioralne
- Zachowanie zwierząt
- Etologia
Tło
- Udomowienie u zwierząt charakteryzuje się zmniejszoną unikaniem i zwiększoną skłonnością do zbliżania się do ludzi.
- Zrozumienie udomowienia może dostarczyć wglądu w udomowienie i zachowanie zwierząt.
- Testy behawioralne mogą pomóc w genetycznym mapowaniu cech związanych z udomowieniem.
- Aktywne i pasywne udomowienie są kluczowymi składnikami, które można mierzyć oddzielnie.
Cel badania
- Opracowanie i opis protokołów pomiaru aktywnego i pasywnego udomowienia u myszy.
- Zapewnienie ram dla przyszłych badań nad genetycznymi podstawami udomowienia.
- Wykazanie praktycznego zastosowania tych protokołów w warunkach laboratoryjnych.
Stosowane metody
- Test aktywnego udomowienia
- Test pasywnego udomowienia
- Test pozostania na ręku
- Użycie cyfrowego aparatu do rejestracji reakcji behawioralnych
Główne wyniki
- Metody pozwalają na oddzielną ocenę aktywnego i pasywnego udomowienia u pojedynczych myszy.
- Zebrane dane mogą przyczynić się do zrozumienia czynników genetycznych wpływających na udomowienie.
- Demonstracja procedury przez wyszkolony personel poprawia powtarzalność.
- Wyniki mogą posłużyć jako podstawa dalszych badań nad zachowaniem zwierząt i udomowieniem.
Wnioski
- Ustanowione protokoły są skuteczne w ocenie udomowienia u myszy.
- Te metody mogą ułatwić przyszłe badania nad genetycznym mapowaniem udomowienia.
- Zrozumienie udomowienia ma szersze implikacje dla badań nad zachowaniem zwierząt.
Często zadawane pytania
Executive Industry Relevance
Assessing behavioral traits like tameness in preclinical models supports target validation by enabling mechanistic de-risking of neuropsychiatric and neurodevelopmental pathways. Quantifying active and passive components separately improves predictive confidence in translational biomarker identification and strain selection for therapeutic screening.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Enables interrogation of therapeutic hypotheses related to social approach and avoidance behaviors in disease models.
- Operational Value: Provides standardized behavioral readouts for functional target validation in genetic studies.
Screening & Assay Development
- Scientific Value: Generates quantitative, time-based metrics for active contact, passive tolerance, and hand retention to support assay standardization.
- Operational Value: Facilitates high-throughput screening readiness through 3-minute test duration and automated video analysis workflow.
Translational & Preclinical Research
- Scientific Value: Supports disease-relevant system modeling by separating motivational and tolerance dimensions of human-animal interaction.
- Operational Value: Enables continuity from discovery through preclinical validation via consistent behavioral phenotyping across generations.
Pipeline & Workflow Integration
The method integrates into discovery biology workflows by providing measurable outputs for hypothesis testing and pathway clarification in behavioral genetics.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing of genes influencing social motivation and fear extinction through distinct active and passive tameness scores.
- Screening: Delivers reproducible, quantitative behavioral outputs that allow comparison of genetic or pharmacological conditions.
- Analytics: Enables statistical analysis of contact duration, approach latency, and tolerance time to stratify mouse lines for breeding or intervention studies.
- Translational Research: Aligns with biomarker development by identifying behavioral endophenotypes linked to genetic variants.
- Enterprise Reuse: Establishes a reusable behavioral platform for longitudinal strain characterization and cross-study data harmonization.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Increases predictive confidence by de-risking mechanistic ambiguity in social behavior pathways.
- Operational Value: Enhances reproducibility through standardized apparatus, timed protocols, and software-assisted scoring.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions in target prioritization by reducing false positives from uncontrolled behavioral variance.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted advancement of strains or compounds based on validated behavioral profiles.
Implementation Considerations
- Requires expertise in behavioral neuroscience and video-based ethological analysis.
- Dependent on digital recording equipment, open field apparatus, and motion-tracking software (tanaMove).
- Necessitates cross-team standardization of handler behavior, timing cues, and scoring criteria to minimize inter-observer variability.
- Involves adaptation considerations when transferring protocols across different mouse strains or environmental conditions.
- Limited by handler influence on behavior, necessitating acclimatization periods and blinded assessment to reduce bias.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:04
Title
0:49
Procedures for Active Tameness Test
1:41
Procedures for Passive Tameness Test
2:10
Procedures for Stay-On-Hand Test and Post-Experimental Procedures
2:52
Assignment of Keys for Video Analysis
5:49
Summarize the Data
6:08
Results: Selective Breeding Successfully Produces Mice with High Levels of Active Tameness
6:48
Conclusion
